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1、1,第十七章 硫化物及其类似化合物矿物大类 SULFIDE AND ITS SIMILAR COMPOUND,2,成分：阴离子：主要S，次Se、 As、Sb、Bi等 阳离子：金属元素铜型（Cu、Pb、Zn、Ag、Hg） 过渡型（Fe、Co、Ni） 种数：已经超过370种以上。铁的硫化物占绝大部分。 分布：约占地壳质量的1 。 用途：有色金属和稀有分散元素矿产的重要来源。,一 概述,3,（1）阳离子：主要为铜型离子(Cu、Pb、Zn、Ag、Hg)及近铜型的过渡型离子(Fe、Co、Ni)。 （2）阴离子:主要是S,少量Se、Te、As、Sb、Bi等。 S的三种形式：S2-简单硫化物 S22- 、A
2、sS2-复硫化物 AsS33-或SbS33-等硫盐 区别于硫酸盐 （3）类质同象普遍且多样。 （4）一些稀有分散元素呈类质同象混入物存在，可综合利用。,1化学成分,4,结构型,2晶体化学,5,阳离子极化力强，电负性中等，阴离子（硫）又易被极化，电负性(相对氧)较小，即阴阳离子电负性差较小，故其化学键既非典型的离子键，又非典型的共价键，而具有离子键、共价键和金属键过渡的复杂性质。 岛状、链状、层状和架状结构的矿物具多种化学键。,化学键,6,硫化物矿物中常见的同质多象变体及其转变温度,同质多象,7,对称程度,多型,本大类中的层状结构矿物常呈不同多型，如， 辉钼矿具有2H、3R或(2H+3R)混合型
3、多型变体， 纤锌矿则有多达154种多型变体。,成分简单的硫化物一般对称程度高，如 单硫化物和复硫化物多为等轴晶系或六方晶系； 成分复杂的硫化物一般对称程度较低，如 硫盐多为斜方晶系和单斜晶系。,8,配位型、岛状和环状分子型硫化物多为粒状，如 方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、雄黄； 链状硫化物呈柱状或针状，如： 辉锑矿、辉铋矿、脆硫锑铅矿、辰砂； 层状硫化物多呈片状，如：辉钼矿、铜蓝、雌黄。,成分简单、对称程度高的硫化物（单硫化物和复硫化物）可呈自形或半自形， 成分复杂、对称程度低的硫化物（如硫盐）多呈它形。,3形态,9,4物理性质,光性：多数金属色、深色条痕、金属光泽、不透明， 少数彩色、金刚光泽，半
4、透明（如雄黄、雌黄、辰砂、闪锌矿）。,硬度：仅岛状复硫化物硬度达56.5，其它小于小刀，最低12。,解理： 岛状复硫化物：骨干轴向不一，无解理。 如：黄铁矿、毒砂。 环状分子型、链状和部分配位型：强键分布较规律，完全解理 如：雄黄、辉锑矿010解理、 方铅矿100解理、 闪锌矿110解理； 层状：一组极完全或完全解理。 如：辉钼矿和铜蓝0001解理、 雌黄010解理。,10,相对密度： 阳离子多具大原子量，阴离子多作紧密堆积， 故相对密度较大，46，少数达8以上。 熔点： 多数形成于中低温，化学键性较弱， 故熔点较低，性脆。 电性： 因含金属键成分， 故多为电的半导体。 磁性： 少数矿物显示磁
5、性，如磁黄铁矿。 滑感： 层状者多有，如辉钼矿。,11,成因产状,岩浆作用： 基性超基性岩浆活动晚期， 磁黄铁矿、镍黄铁矿、 黄铜矿组合，高温标型组合。 热液作用： 多数硫化物矿物。温度在400以下。 沉积作用： 封闭盆地，黄铁矿和白铁矿为主。 表生淋滤作用： 地下水面附近，辉铜矿、铜蓝、斑铜矿、辉银矿、螺硫银矿，次生富集带标型组合。,12,6分类,(1) 简单硫化物： 阴离子S2-与阳离子结合，如方铅矿(PbS)、闪锌矿(ZnS)、辰砂(HgS) 。 (2) 复硫化物： 阴离子为哑铃型对硫S22-、AsS2-等与阳离子结合， 如黄铁矿(FeS2)、毒砂(FeAsS)。 (3) 硫盐： 阴离子
6、团AsS33-、SbS33-等与阳离子(Cu、Ag、Pb)结合， 如黝铜矿Cu12Sb4S13砷黝铜矿 Cu12As4S13,传统分类：按阴离子或络阴离子类型分三类:,13,6分类,按阴离子性质分为： 硫化物矿物类、 类似化合物矿物类。,建议分类：,14,硫化物矿物类的亚类划分,15,复硫化物，又称双硫化物或对硫化物，以哑铃状的S22-、Se22-、Te22-、As22-、AsS3-、SbS3-等阴离子团与金属阳离子结合。,二 硫化物矿物类 SULFIDES,1. 岛状硫化物矿物亚类Island Sulfides,代表性矿物：黄铁矿-白铁矿族 ； 辉砷钴矿-毒砂族,16,黄铁矿(Pyrite)
7、FeS2等轴晶系 常见完好晶形，三组互垂的晶面条纹。浅铜黄色；条痕绿黑色；强金属光泽，不透明。无解理；断口参差状。硬度66.5。相对密度4.95.2。性脆。 与黄铜矿、磁黄铁矿如何区别？,1、黄铁矿白铁矿族,对硫离子的轴向在结构中交错配置，使各方向键力相近,17,毒砂(Arsenopyrite)FeAsS单斜晶系；白铁矿型结构的衍生结构 柱状，柱面条纹。集合体粒状或致密块状。锡白色至钢灰色；条痕灰黑；金属光泽，不透明。解理不完全。硬度5.56。相对密度5.96.29。以锤击之发砷之蒜臭，灼烧后具磁性。性脆。,2、辉砷钴矿-毒砂族,18,2. 环状分子型硫化物矿物亚类 Ring Sulfides
8、,雄黄族 Realgar Group雄黄(Realgar) As4S4。单斜晶系；环状分子型结构； 柱状，柱面纵纹。桔红色，条痕淡桔红色；晶面金刚光泽，断面树脂光泽，透明半透明。平行010完全解理。硬度1.52。相对密度3.6。性脆。阳光久照变为淡桔红色粉末。 产于低温热液矿床和硫质喷气孔，与雌黄共生。 与辰砂相似，但颜色带黄色调，相对密度小。,4个硫原子呈正方形排列，4个砷原子呈四面体排列，正方形和四面体的中心吻合；硫原子和砷原子以共键价相联系，As4S4分子间以分子键相连系。,19,2. 链状硫化物矿物亚类 Chain Sulfides,辉锑矿族辉锑矿（Stibnite或Antimonit
9、e） Sb2S3。斜方晶系; 链状结构；柱状，常弯曲。铅灰色，暗蓝锖色；黑色条痕；金属光泽；不透明。 010完全解理。解理面上常有横的聚片双晶纹。硬度2。相对密度4.6。性脆。 低温热液或火山升华成因。 与方铅矿、辉铋矿如何区别？,SbS3三方锥以锯齿状链沿c轴延伸，两个链平行（010）联结成链带。链内的硫和锑间距为0.25nm，以离子键-金属键联系，链带间硫和锑间距为0.32nm，以分子键联系。,20,辰砂 cinnabar HgS。三方晶系；螺旋链状（变形的氯化钠型）结构；常呈菱面体1011、平行0001厚板状或平行c轴延伸的柱状。常见以L3为双晶轴的贯穿双晶。 鲜红色，铅灰锖色；红色条痕
10、；金刚光泽；半透明。平行1010完全解理。硬度22.5。性脆。相对密度88.2。 低温热液标型矿物。 与雄黄如何区别？,辰砂族,-Hg-S-Hg-S-螺旋状链平行c轴延伸,21,2. 层状硫化物矿物亚类 Layer Sulfides,辉钼矿族辉钼矿(Molybdenite) MoS2。常含Se、Te、Re、铂族元素。 六方晶系(2H)；层状结构；片状。铅灰色；亮铅灰色条痕，在涂釉瓷板上为黄绿色条痕；金属光泽，不透明。平行0001极完全解理。硬度1。薄片具挠性。相对密度5.0。具滑感。 产于高中温热液、矽卡岩，我国储量居世界首位。 与石墨如何区别？,平行0001的三方柱MoS6配位结构层,22,
11、As2S3。 单斜晶系；层状结构 板状或短柱状。集合体呈片状、放射状和土状。 柠檬黄色；鲜黄色条痕；油脂-金刚光泽，解理面珍珠光泽；薄片透明。 010极完全解理；硬度1.52；薄片具挠性。相对密度3.5。 低温热液、火山凝华成因。 如何区别于自然硫？,雌黄族 雌黄(Orpiment)As2S3,雌黄平行010的结构层,23,3. 配位型硫化物矿物亚类 Coordination Sulfides,闪锌矿族闪锌矿(Sphalerite) ZnS。常含Fe、In、Cd、Tl、Ga、Ge、Se、Ag，Fe可达26.2%。 等轴晶系；闪锌矿型结构。 粒状。浅黄、棕褐、黑色；条痕白至褐色；树脂光泽至半金属
12、光泽；透明至半透明。解理 110完全。硬度3.54。相对密度3.94.2。不导电。 高、中温热液和接触交代成因。,面网110为Zn2+和S2-的电性中和面,24,CuFeS2。四方晶系；闪锌矿型结构的衍生结构。 四方四面体少见。常为致密块状或分散粒状集合体。 深黄铜黄色，绿黑色条痕；金属光泽；不透明。解理 112和101不完全。硬度34。相对密度4.14.3。性脆。能导电。 产于铜镍硫化物矿床、夕卡岩型矿床和中温热液矿床中。在地表易氧化而成孔雀石、蓝铜矿。在次生富集带可蚀变为斑铜矿、辉铜矿和铜蓝。 与黄铁矿、自然金如何区别？,黄铜矿族黄铜矿(Chalcopyrite)CuFeS2,25,Cu5
13、FeS4。等轴晶系；复杂四面体配位结构。 单晶为立方体或立方体，常呈块状或粒状集合体。 暗铜红色，常具蓝、紫等斑杂锖色；灰黑色条痕；金属光泽；不透明。无解理。硬度3。相对密度4.95.3。性脆。产于铜镍硫化物矿床、夕卡岩矿床及硫化物矿床的次生富集带。,斑铜矿族斑铜矿(Bornite),26,可成方铅矿PbS硒铅矿PbSe系列。等轴晶系；NaCl型结构。 高温者立方体,低温者八面体。 铅灰色；灰黑色条痕；金属光泽。平行100完全解理；含Bi者多有111裂开。硬度23。相对密度7.47.6。弱导电性，良检波性。 产于矽卡岩型和中低温热液矿床中，在氧化带易转变为铅钒、白铅矿等。,方铅矿族方铅矿(Ga
14、lena)PbS,27,六方晶系，红砷镍矿型结构。S按六方紧密堆积，Fe充填所有八面体空隙。 呈致密块状、粒状集合体。单晶平行0001 板状，少数为柱状或桶状。成双晶或三连晶。 暗古铜黄色，条痕灰黑色；金属光泽；不透明。无解理；0001裂开发育。硬度4。相对密度4.64.7。性脆。具导电性和弱强磁性。 产于基性岩、夕卡岩、热液脉中。在氧化带极易分解为褐铁矿。,磁黄铁矿族磁黄铁矿(Pyrrhotite)Fe1-xS,28,铜黄色调：黄铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿、 斑铜矿 形态、颜色、硬度、（磁性） 铅灰色调：方铅矿、辉锑矿、辉铋矿、辉钼矿、毒砂、闪锌矿 形态、解理、（硬度） 红色调：辰砂、雄黄 颜色、锖色 黄色调：自然硫、雌黄 颜色、解理,注意光学性质相似硫化物的区别,
